大型水池裂缝修复工艺.doc

大型水池裂缝修复工艺水下与特殊构筑物防水大型水池裂缝修复工艺蒋维郓(上海凯悦建设咨询监理有限公司.上海200063)摘要:某大型水池是远东最大的科研用水池工程,在施工过程中即发现了大量裂缝.分析了该大型混凝土水池裂缝的产生原因.重点阐述了裂缝修补方案的制订,优化过程以及裂缝的修补工艺.关键词:混凝土水池;裂缝;修复CrackrestorationoflargepondI|iangWeiyunAbstract:AlargenumberofcrackswerefoundintheprocessofconstructionofthelargestpondforscientificresearchintheFarEast.Thisarticleanalysescauseforcrackingandoutlinesitsrestorationprogramandoptimizationprocess.Keywords:concretepond;crack;restoration1工程概况某大型水池是远东最大的科研用水池工程,净长280m.净宽10m,水池壁高6.1m,设计注水净深5m.水池地基处理采用5o0预应力PHC混凝土管桩,桩长27m;水池结构采用U型现浇整体式混凝土结构,底板厚1000mm,池壁一侧厚1150mill,另一侧由下往上厚l100950mm.水池底板,池壁所浇筑的混凝土均为C30,S8防渗混凝土,配双层双向钢筋.混凝土保护层厚50mm.水池底板及池壁在280m总长内设5条永久性伸缩缝,将其分隔成6块,第1块23轴长44m,第2块34轴长50m,其后45轴,5-6轴及67轴3块均长50m,第6块78轴长36m.该水池底板于2006年12月2日开始施工,水泥用量285kg/m,水灰比0.52,每m混凝土掺0.9kgMCP防渗抗裂纤维.水池底板5-6轴680m混凝土先行试浇,其余底板于l2月31日前全部浇筑完,总计完成3500m.水池池壁于2007年1月11日先由23轴开始浇筑,至1月30日相继完成5-6轴及78轴池壁浇筑.但当养护后陆续拆模发现,水池底板23轴偏2轴段.有一条贯通的横向裂缝,水池壁在拆模后也发现多条竖向裂缝,于是工程暂停,要求确定裂缝解决方案.2裂缝形成原因分析施工方在水池浇筑拆模后,对裂缝进行了统计,标识.按裂缝类型及分布部位,归纳为以下4种:1)池壁竖向裂缝以伸缩缝为界.东西两池壁各分成6块,每块池壁均出现约等距离23m间隔排列的裂缝,竖向延伸,近似平行,竖偏斜向交叉的裂缝仅2条.裂缝大多由水池底板水平施工缝开始向上,有的裂缝未达顶部即消失,长23m;裂缝宽度为中间略大,两端偏小,裂缝宽约O.2mm左右,并大多有渗水现象.2)5E艺交接段裂缝在混凝土二次浇筑的部位,其结合面的清理及交接工艺处理存在缺陷.二次接缝处出现了局部渗水,有的交接段有明显湿渍.这些裂缝为水平方向,与模板交接痕迹相吻合.3)水池底板裂缝整个底板共6块,它们的浇筑材料,操作工艺,作业人员及浇筑时段温差都基本相同,但是仅23轴偏中段出现一条贯穿裂缝,其他底板均无裂缝,因此判断可能是外力影响:从外部观察,该位置及附近的结构沉降基本相同,桩侧土层及桩端持力层也基本相同.但由于结构上2轴的位置是水池的端部,端部立面混凝土厚达1.4m,高6.1m,23轴水池底板两头在结构上承重不对称,在结构浇筑后,未稳定之前,引起的收缩应力在一定部位集中,以致产生裂缝.经一段时间观察.在结构稳定之后.该裂缝没有扩延之势.4)伸缩缝裂缝设计要求在底板厚度的中间位置及相应池壁厚度的中间位置贯穿设置橡胶止水带,水池内侧分别再设遇水膨胀橡胶条和断面用双组分聚硫密封胶封堵,空余部位采用聚苯乙烯泡沫塑料板填满.这样的防水工艺操作有一定的难度,不同材料结合面的处理要求也较高,处理稍有不当,容易导致伸缩缝部位渗水.这种防水工艺不到位引起的裂缝与前面提及的3种裂缝不尽相同,裂缝不在表面,而在结构深层部位出现.涉及位置是从池壁经过池底的U型贯穿接缝,所以相应的修补工艺和前述裂缝不一样.对于池壁上的竖向裂缝,工艺交接部位裂缝及池底板裂缝经确认采用同一种修补工艺方案,而伸缩缝裂缝因其特殊性,则需增加一些工艺程序.3修补初步方案与专家评议1)裂缝修补初步方案制订混凝土裂缝修补一般有开槽填补法,压力注浆法和表面封闭法等3种.本工程大部分池体将长期位于水下,且部分裂缝基本贯通.具有变形缝的特点.因此处理后既要求止水可靠,又要能适应温度变形.经分析认为,裂缝宽度在0.2mm以下的只进行表面刷浆处理,0.2mm以上的裂缝则要重点处理.经现场试验和参考以往修补工程的经验,初步选定采用水溶性聚氨酯堵漏剂进行修复处理.具体修复处理工艺如下:首先沿裂缝走向开凿V形槽.宽510cnl,深34em;缝内清洁处理后,自下而上每隔3060cm设置一根高压厚壁软管(视渗水量大小而定,注浆用),软管一端固定在窄海绵条上;再自下而上用特种瞬凝水泥封缝埋管,直至V形槽填满:达到一定强度后,自最下端软管下端开始压注堵漏浆液(阻燃型聚氨酯),压力控制在0.21MPa,至软管上水下与特殊构筑物防水端冒浆为止;封堵该段软管,依次进行,直至最上端的软管冒浆后封堵好为止;最后在裂缝表面涂刷一层高强度防渗砂浆.2)专家现场评议2007年3月20日,本项目请来以王铁梦教授为组长的专家组进行现场调研评议.专家组认为:考虑结构的承载方式,该裂缝不影响水池结构的极限承载力,结构是安全的;但裂缝引起的渗漏对水池使用和结构耐久性产生一定影响.专家组建议裂缝稳定后采用化学注浆法修补,并对水池后续混凝土浇筑提出了减少裂缝产生的具体措施,为后续工程专项方案制定提供了宝贵意见.4专业施工队的选择鉴于大体积混凝土裂缝修补的特殊性和专业性,本项目在施工队伍的选择上经过了慎重的审核和筛选.主要考虑了以下条件:1)施工队伍必须是具有相应资质的专业单位.主要管理人员应持有相应的执业资格证书.2)有可类比的工程经历.本工程经专家组推荐的两家专业单位均有很好的考评业绩,曾担任过地铁沿线地下站点,过江隧道,上海图书馆地下室等重大工程的裂缝处理.3)企业管理和施工组织管理体系完备.本工程最后选定的专业施工单位通过了ISO9002质量管理体系认证.4)具有可靠的施工方案.对不同的施工队伍提供的方案进行审查,咨询和社会调研,比较和评价其合理性.经筛选,最终确定承担本工程裂缝修补的施工单位是一家承担过多项重大市政工程,专业从事混凝土裂缝修补施工的企业.5裂缝修补专项方案本工程确定施工单位后.对原修补方案进行了细化,采纳了专家评议意见,制定了详细的裂缝修补专项方案.5.1裂缝修补时间考虑到混凝土后期干燥收缩的影响.实际裂缝注浆修补时间宜在混凝土28d龄期后3个月内进行:经现场勘查,决定待裂缝变形基本稳定后进行修补.5.2裂缝修补目标水下与特殊构筑物防水水池抗震设防烈度为7度,水池内面无湿渍,防水设防等级为I级.5.3裂缝修补材料.根据专家组建议.结合本项目水池的特殊性和水池功能,采用化学注浆修补.修补材料的性能指标需符合表1要求.工程最终采用了水溶性聚氨酯堵漏剂,其执行标准为Q/PSAE一0298水溶性聚氨酯堵漏剂.表1注浆材料需达到的性能指标要求性能性能指标试验方式及标准粘度(25%)/(mPa?s)looOGB厂r27941995适用期(25)/rain40GB712386凝胶时间(25oC)/h12GB12007.789拉伸强度/MPa1OGB厂r25681995压缩强度,MPa40GB,r25691995弯曲强度/MPa15GB厂I25691995正拉粘结强度/MPa1CECS146:2003水溶性聚氨酯堵漏剂是一种快速高效的防渗堵漏化学灌浆材料.其粘度低,可灌性好,可在潮湿或涌水的状态下进行灌浆;浆液遇水后先分散乳化,进而凝胶固结:固结体为弹性体,遇水可膨胀,具有弹性止水和以水止水的双重功能,已大量应用于混凝土工程的防渗堵漏和防水处理.5.4两种修补工艺5.4.1池壁裂缝,工艺交接裂缝及池底板裂缝修补1)处理裂缝基层,并在基层面作裂缝长度,走向标识,记录编图.2)沿裂缝开V形槽,槽口宽约2530mm,槽深25mm.清理干净.3)设置注浆口,注浆口设在裂缝较宽,开口较通畅部位,沿裂缝交错,间距200300111111.4)打注浆孔.斜跨裂缝打孔qbl4,深350mm以上,并埋设专制金属注浆嘴.5)用硫铝酸盐双快水泥配制封缝浆料,封堵V形槽,并做裂缝缝头的封堵处理.6)注浆.用压力注浆机将水溶性聚氨酯堵漏浆料压入注浆嘴.具体工艺要点为:注浆由下而上进行;注浆压力大于8MPa,注浆时间维持1min以上;相邻上部注浆嘴或裂缝附近冒出注浆液:移至上部注浆嘴重复注浆至全部注满.7)清理注浆表面.要求在注浆1d后,冒出浆料固化后方可开始清理.一般需观察注浆裂缝一段时问,确认无渗水湿渍后,旋出注浆嘴,用与混凝土颜色接近的防水砂浆修补注浆嘴孑L洞.8)检验.检查无湿渍;连续1个月,每周复检2次无湿渍.5.4.2伸缩缝裂缝修补1)对整条渗漏的伸缩缝,清理槽缝内的填充材料.挖深到止水带位置,约400mm.2)用堵漏水泥掺和麻丝封堵槽缝的底部,并预留注浆通道.3)每隔500600mm设一个注浆嘴,注入水溶性聚氨酯堵漏剂.注浆由池底板伸缩缝中部开始,压力大于0.8MPa.保持1min左右,以前后及池壁冒出浆液为准.4)待注浆1d后,浆液凝固再切除注浆嘴,凿除封堵水泥:将原来采用的挤塑板填入槽缝.5)用水泥修复槽缝并预留柔性材料所需的缝隙,填堵柔性材料.本工程根据上述修补方案进行专项整治后,完全达到了裂缝